分布式守时关键技术及应用取得重大突破:中国计量院推进自主可控、精准统一的时间频率体系建设

中国计量科学研究院 2026-08-18 10:06

面向国家时空体系“自主可控、安全可靠”的战略需求,针对我国守时资源种类多、分布广、协同弱的突出特点,中国计量院“分布式守时关键技术及应用”项目团队聚焦时标保持、时频传递、基准钟测量、弹性抗毁守时四大关键领域,攻坚分布式守时核心技术,有力支撑了自主可控、精准统一的国家时间频率体系建设。

该项目实现了多项技术突破,全面提升了我国时间频率计量核心能力——

时标保持方面,该项目提出了随机追踪策略钟差预测与时标优化控制方法,构建了高准确度高稳定性的原子时标系统,形成了百皮秒量级的时标产生与保持能力,持续参与国际时间频率唯一关键比对CCTF-K001.UTC,将国家时间频率计量基准UTC(NIM)相对于协调世界时(UTC)的时间偏差由5ns(纳秒)缩小至1ns以下,时标保持能力迈上新台阶。

时频传递方面,该项目提出了以北斗为核心多站点、多链路比对的精密校准与融合处理方法,突破了长基线高精度时间频率比对验证难题,形成了广域分布式多链路融合校准能力,校准服务不确定度达到1.8ns。基于北斗的时频测量与校准能力(CMC)首次通过国际评审,实现了“一张证书、全球互认”,打通了我国北斗时频技术国际化应用通道。

在基准钟测量方面,该项目构建了基于氢钟组的高稳定本地飞轮,有效增强了飞轮的外拓能力、抑制了基准钟低运行率条件下测量不确定度的过快恶化,基于国际比对链路,形成了高准确、高可靠的光钟、喷泉钟绝对频率测量能力;搭建了国内首个E-16量级基准钟绝对频率测量平台,为国际单位制秒定义修改、国内广域分布式基准钟组网和自主守时奠定坚实基础。

在弹性抗毁守时方面,该项目提出了多节点对等分布式联合守时策略,建立了去中心化容灾抗毁守时技术体系。正常时期通过国际原子合作链路溯源至UTC,非常时期利用国内基准钟、守时钟组及高精度时间频率比对网络实现长期自主守时,达成自主运行100天守时偏差优于6.1ns的性能指标,全方位保障国家时间频率量值持续准确、统一可靠。

目前,系列技术成果已落地应用。依托该项目技术体系,中国计量院、北京卫星导航中心、北京无线电计量测试研究所、中国科学院国家授时中心四大守时机构,实现了信号互比、资源共享、互为备份,成功构建了自主可控、精准统一、安全高效的中国标准时间体系。


分布式守时关键技术及应用取得重大突破:中国计量院推进自主可控、精准统一的时间频率体系建设图1


基于项目形成的技术能力,中国计量院被国际计量局(BIPM)指定为全球4家北斗监测站之一。2024年6月,BIPM正式发布北斗时间监测结果,标志着我国北斗授时服务正式获得国际认可,有力支撑了北斗的国际化应用。(来源:《中国质量报》2026年7月7日第5版)


分布式守时关键技术及应用取得重大突破:中国计量院推进自主可控、精准统一的时间频率体系建设图2

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